壓電式力傳感器大多是利用正壓電效應制成的?;趬弘娦膲毫鞲衅?。它的種類(lèi)和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類(lèi)。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。
壓電式壓力傳感器大多是利用正壓電效應制成的。正壓電效應是指:當晶體受到某固定方向外力的作用時(shí),內部就產(chǎn)生電極化現象,同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當外力撤去后,晶體又恢復到不帶電的狀態(tài);當外力作用方向改變時(shí),電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。
逆壓電效應又稱(chēng)電致伸縮效應,是指對晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機械變形的現象。用于電聲和超聲工程的一般使用逆壓電效應制造的變送器。
基于壓電效應的壓力傳感器。它的種類(lèi)和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類(lèi)。
膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成(見(jiàn)圖)。壓電元件支撐于本體上,由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件,再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關(guān)系的電信號(見(jiàn)壓電式傳感器)。
這種傳感器的特點(diǎn)是體積小、動(dòng)態(tài)特性好、耐高溫等?,F代測量技術(shù)對傳感器的性能出越來(lái)越高的要求。例如用壓力傳感器測量繪制內燃機示功圖,在測量中不允許用水冷卻,并要求傳感器能耐高溫和體積小。壓電材料適合于研制這種壓力傳感器。
比較有效的辦法是選擇適合高溫條件的石英晶體切割方法,例如XYδ(+20°~+30°)割型的石英晶體可耐350℃的高溫。而LiNbO3單晶的居里點(diǎn)高達1210℃,是制造高溫傳感器的理想壓電材料。
應用
壓電式壓力傳感器廣泛應用在生物醫學(xué)測量中,比如說(shuō)心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的,壓電壓力傳感器常用于動(dòng)態(tài)壓力,所以壓電壓力傳感器的應用就非常廣。